外贴玻璃纤维（GFRP）加固RC双向板在常规武器爆炸作用下的结构性能研究

论文题目: 外贴玻璃纤维（GFRP）加固RC双向板在常规武器爆炸作用下的结构性能研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 结构工程

作者: 赵翔

导师: 曹双寅

关键词: 玻璃纤维增强复合材料,冲击荷载,动力响应

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 目前,国内对于采用外贴纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer—FRP)加固混凝土梁、柱的研究相对比较全面,而对纤维加固混凝土双向板的研究还不多,更不用说对纤维加固混凝土结构在爆炸荷载作用下抗爆性能的研究,这几乎是一片空白。这种状况限制了纤维加固技术在国防、人防工程加固改造中的应用。为此,很有必要对外贴纤维加固混凝土双向板的受力性能、爆炸荷载作用下的动力响应及破坏特征进行系统而深入的研究与分析。本文通过对5块具有相同尺寸(1500mm*1500mm*150mm)的外贴玻璃纤维(GFRP)钢筋混凝土双向板的实验研究,重点研究了爆炸冲击荷载的作用特点和纤维加固双向板的表面宏观破坏现象、动力响应(包括位移响应、加速度响应、混凝土应变响应、钢筋应变响应、纤维应变响应)。研究结果表明:常规武器爆炸冲击荷载作用下,纤维加固双向板的破坏形态有受弯破坏和弯曲屈服后的剪切破坏;结构顶板的爆炸冲击压力分布极不均匀,响应剧烈,压力峰值出现时间与结构响应和自由场压力有关;结构的板底位移、纤维、钢筋以及混凝土应变响应的最大值出现在压力的衰减段;常规武器爆炸冲击荷载作用下,纤维加固双向板的抗爆炸冲击波的能力得到了明显的提高。根据实验结果,本文进一步讨论了纤维加固双向板在常规武器爆炸冲击荷载作用下的动力响应分析方法;提出常规武器爆炸土中自由场地冲击荷载的实用简化方法;结合双向板弯曲抗力模型,按虚功原理建立了结构的运动微分方程。同时,本文利用LS-DYNA大型有限元程序,对常规武器爆炸作用下玻璃纤维(GFRP)加固钢筋混凝土双向板的动力响应进行数值模拟。以此与实验及理论相对照。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 引言

1.2 FRP 材料的种类和性能

1.3 问题的提出

1.4 国内外的研究情况及工程应用

1.5 加固构件受力性能及计算方法

1.6 本文的主要内容和研究意义

第二章实验设计

2.1 构件设计

2.2 材料力学性能

2.3 试验装置及加载制度

2.4 试验实测项目及测点布置

第三章实验过程和结果分析

3.1 实验现象、过程及破坏形态

3.2 双向板的动力响应分析

3.3 小结

第四章常规武器爆炸作用下GFRP 加固双向板的有限元分析

4.1 LS-DYNA 有限元的基本理论和算法

4.2 材料模型

4.3 计算模型及单元划分

4.4 计算结果及其分析

4.5 小结

第五章常规武器爆炸作用下GFRP 加固双向板动力响应分析

5.1 土中自由场地冲击的简化

5.2 土—结构界面应力方程

5.3 结构弯曲抗力模型

5.4 加固板的运动微分方程

5.5 运动方程的解析解

5.6 理论解与试验结果的比较

5.7 小结

第六章结论

致谢

参考文献

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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外贴玻璃纤维（GFRP）加固RC双向板在常规武器爆炸作用下的结构性能研究

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